资源描述
,遗传的分子基础,1.阅读教材P71，分析DNA半保留复制的实验证据。 2.结合教材图411，归纳DNA分子的复制过程和特点，探讨DNA复制的生物学意义。,目标导读,DNA分子的复制过程和特点。,重难点击,一 DNA分子复制的实验证据,二 DNA分子复制的过程,当堂检测,DNA分子的结构和复制(),三 有关DNA分子复制的计算,沃森和克里克构建了DNA分子结构(如图1)，DNA分子作为遗传物质必须能够自我复制传递给下一代，沃森和克里克又根据其特点，提出了遗传物质自我复制的假说。,一 DNA分子复制的实验证据,1.对DNA分子复制的推测,假说：DNA分子复制时，DNA分子的双螺旋将解开，互补的碱基之间的氢键断裂，解开的两条单链作为复制的模板，游离的脱氧核苷酸依据_原则，通过形成 ，结合到作为模板的单链上。 由于新合成的每个DNA分子中，都保留了原来DNA分子中的一条链，因此，这种复制方式被称做_ (如图2)。,碱基互补配对,氢键,半保,留复制,科学家的假说是否正确呢？ 1957年，科学家以大肠杆菌为实验材料，运用 技术，设计了一个巧妙的实验，证明DNA是以半保留的方式进行复制的。,同位素示踪,2.DNA分子复制的实验证据 (1)实验方法： 法和离心技术。 (2)实验原理：如果DNA的两条链中都用15N标记，那么这样的DNA分子质量大，离心时应该在试管的 部；两条链中都含有14N，那么这样的DNA分子质量小，离心时应该在试管的 部；两条链中一条含有15N，一条含有14N，那么这样的DNA分子质量 ，离心时应该在试管的 部。,放射性同位素标记,底,上,居中,中,3.DNA的复制方式 科学家以细菌(约每20分钟分裂一次，产生子代)为实验材料，运用同位素标记技术，设计了以下实验： (1)实验方法过程,由图示过程来看，实验的基本步骤为： 用含 标记的NH4Cl培养细菌。 将细菌转移到含 的普通培养液中培养。 在不同时刻收集细菌并提取DNA分子。 将提取的DNA进行离心，记录离心后试管中 。,15N,14N,DNA的位置,(2)实验结果预测 如果DNA的两条链中都含有15N，那么这样的DNA分子质量 ，离心时应该在试管的 部；两条链中都含有14N，那么这样的DNA分子质量 ，离心时应该在试管的 部；两条链中一条含有15N，一条含有14N，那么这样的DNA分子质量 ，离心时应该在试管的 部。,大,底,小,上,居中,中,(3)实验结果分析,亲代的结果说明 ；子一代试管中为杂合链带说明 。子二代试管中既有杂合链带又有轻链带，说明这时 。 (4)由以上结果可以判断，DNA复制时总是保留一条 链，新合成一条 链，这样的复制方式叫做 复制。,DNA分子还没有复制,DNA复制了一次,DNA分子复制了两次,母,子,半保留,归纳提炼,DNA分子在复制时，以解旋形成的两条链(旧链)为模板，按照碱基互补配对原则吸收脱氧核苷酸与之配对，形成两条新链(子链)，新链与旧链螺旋形成一个新的DNA分子，所以称之为半保留复制。,活学活用,1.以DNA的一条链“ATC”为模板，推测经复制后的子链是( ) A.“TAG” B.“UAG” C.“TAC” D.“TUC”,问题导析 (1)DNA复制中碱基配对原则为 配对，_ _配对。 (2)DNA分子中不含有碱基 ，这种碱基只在 中含有。 解析 DNA复制按照碱基互补配对原则进行。 答案 A,A与T,G与,C,U,RNA,二 DNA分子复制的过程,通过以上实验，我们了解到DNA分子复制具有半保留复制的特点，右图为DNA分子复制的过程。结合该图，思考下列内容。,1.时间：DNA分子复制是在细胞的 和_ 进行的，是随着 的复制而完成的。 2.在真核生物的细胞中，DNA复制发生的场所有_ _，主要场所是 。 3.条件：DNA复制需要的模板是亲代DNA的 链，原料是 ，需要解旋酶和 等。,有丝分裂间期,减数第,一次分裂间期,染色体,细胞核、,线粒体和叶绿体,细胞核,两条,四种脱氧核苷酸,DNA聚合酶,(1)解旋酶的作用是 。实质是破坏了碱基对之间的 键。 (2)DNA聚合酶的作用是_ 。,将两条螺旋的双链解开形成单链,氢,将四种脱氧核苷酸按照一定的顺序,连接成和母链互补的子链,4.过程：(1)解旋：复制开始时，DNA分子首先利用细胞提供的能量，在 酶作用下，把两条螺旋的双链解开。 (2)合成子链：以 为模板，在DNA聚合酶等酶的作用下，以周围环境中游离的四种 为原料，按照 原则，各自合成与母链互补的一条子链。,解旋,两条解开的母链,脱氧核苷酸,碱基互补配对,(3)形成子代DNA：新合成的子链不断地延伸，同时，每条子链同与其对应的母链盘绕形成 结构，各自形成一个新的DNA分子。,双螺旋,DNA分子复制的特点 (1)半保留复制：新合成的每个DNA分子中，都保留了原来DNA分子中的一条链(模板链)。 (2)边解旋边复制：DNA复制时并不是先将母链全部解开为单链后再合成子链的，而是边解旋边复制。,小贴士,(3)多起点同时进行复制,图中DNA分子复制是从多个起点开始的。 图中DNA分子复制是边解旋边双向复制的。,在复制速率相同的前提下，图中DNA分子是从其最右边开始复制的。 真核生物的这种复制方式提高了DNA复制的效率。 从图中箭头指向来看，子链的合成方向与母链的方向相反；且其右上段与左下段连续复制，而左上段与右下段的复制不连续。最终这些不连续的片段，需要在DNA连接酶的作用下连接成完整子链。,5.功能：传递 。 6.DNA分子复制的意义：DNA分子通过复制，将_从亲代传给了子代，从而保持了 的连续性。 7.DNA分子能够准确复制的原因有：(1)DNA分子_ 为复制提供了精确的模板；(2) 原则保证了复制的准确进行。,遗传信息,遗传信息,遗传信息,独特的双,螺旋结构,碱基互补配对,8.两条子链延伸的方向 ，其原因可能是DNA分子中的两条链是 的，因此子链的延伸方向也是 的。 9.从DNA分子复制的过程和结果两个方面总结其特点分别为 和 。,不同,反向平行,相反,边解旋边复制,半保留复制,归纳提炼,1.过程,2.巧记DNA分子复制的“一、二、三、四”,2.判断下列说法的正误。 (1)DNA复制只发生在有丝分裂间期( ) (2)DNA的双螺旋全部解链后，开始DNA复制( ) (3)单个脱氧核苷酸在DNA聚合酶的作用下连接成子链，并且2条子链形成子代DNA分子( ),活学活用,(4)DNA的复制需要消耗能量( ) (5)单个脱氧核苷酸借助DNA聚合酶通过氢键彼此连接成DNA链( ),问题导析 (1)DNA复制发生在 期，不只是有丝分裂间期。 (2)DNA复制为边解旋边复制，并且是 起点复制。 (3)DNA复制为一条 与一条新合成的子链结合形成一个新的DNA分子。,细胞分裂间,多,母链,(4)DNA复制过程中 和形成磷酸二酯键都需要消耗能量。 (5)脱氧核苷酸链是在 酶的作用下通过形成磷酸二酯键而连接起来的。,解旋,DNA聚合,解析 (1)减数第一次分裂间期也发生DNA复制。 (2)DNA边解旋边复制。 (3)DNA半保留复制。 (4)DNA复制是一个消耗能量的过程。 (5)单个脱氧核苷酸通过磷酸二酯键连接，不是氢键。 答案 (1) (2) (3) (4) (5),三 有关DNA分子复制的计算,如果用15N标记DNA分子的两条链，让其在含有14N的环境中复制。结合DNA分子半保留复制的特点，完成下面表格：,1,全部在下部,1,0,0,2,1,0,2,全部在中部,0,1,0,4,1/2,1/2,4,8,1/2中部， 1/2上部,1/4中部， 3/4上部,0,0,1/2,1/2,8,1/4,3/4,1/4,3/4,16,1/8,7/8,根据上表归纳：若培养n代，结果是： 1.DNA分子数 (1)子代DNA分子总数 个。 (2)含15N的DNA分子数 个。 (3)含14N的DNA分子数 个。 (4)只含15N的DNA分子数 个。 (5)只含14N的DNA分子数 个。,2n,2,2n,0,2n2,2.脱氧核苷酸链数 (1)子代DNA分子中脱氧核苷酸链数 条。 (2)含15N的脱氧核苷酸链数 条。 (3)含14N的脱氧核苷酸链数 条。,2n1,2,2n12,3.消耗的脱氧核苷酸数 设亲代DNA分子中含有某种脱氧核苷酸m个，则： (1)经过n次复制，共需消耗游离的该脱氧核苷酸 个。 (2)在第n次复制时，共需消耗游离的该脱氧核苷酸 个。,m(2n1),m2n1,归纳提炼,1.子代DNA分子中，含14N的有2n个，只含14N的有(2n2)个，做题时应看准是“含”还是“只含”。 2.无论复制多少次，含15N的DNA分子始终是2个，占总数比例为 。 3.子代DNA分子中，DNA总链数2n22n1条。含15N的链始终是2条，占总数比例为 做题时，应看准是“DNA分子数”还是“链数”。,3.某一个DNA分子中，A为200个，复制数次后，消耗周围环境中含A的脱氧核苷酸3 000个，该DNA分子已经复制了几次( ) A.4次 B.3次 C.5次 D.6次,活学活用,问题导析 经过n次复制，共需消耗游离的该脱氧核苷酸 个。 解析 利用DNA复制规律得知，经过n次复制利用腺嘌呤脱氧核苷酸数目3 000(2n1)200，得n4。 答案 A,200(2n1),课堂 小结,边解旋边复制,半保留复制,当堂检测,1,2,3,4,1.下列关于DNA复制过程的顺序，正确的是( ) 互补碱基对之间氢键断裂 互补碱基对之间氢键合成 DNA分子在解旋酶的作用下解旋 以解旋后的母链为模板进行碱基互补配对 子链与母链盘旋成双螺旋结构 A. B. C. D.,1,2,3,4,解析 DNA复制的基本过程是：解旋合成子链双链螺旋化，在解旋时互补碱基对之间氢键断裂，在合成子链时重新形成新的氢键。 答案 D,1,2,3,4,2.下列能正确表示DNA复制过程的是( ),1,2,3,4,解析 DNA复制时，遵循碱基互补配对原则，它们是A与T配对、G与C配对，依据这个原理可判断B正确。 答案 B,1,2,3,4,3.用15N标记细菌的DNA分子，再将其放入含14N的培养基上连续繁殖4代，a、b、c为三种DNA分子：a只含15N，b同时含14N和15N，c只含14N。图中表示这三种DNA分子的比例正确的是( ),1,2,3,4,解析 15N标记细菌DNA分子，放在含14N的培养基上复制4次形成16个DNA分子。则：只含15N的DNA分子：0个；同时含15N、14N的DNA分子：2个；只含14N的DNA分子：14个。 答案 D,1,2,3,4,4.含有32P或31P的磷酸，两者化学性质几乎相同，都可参与DNA分子的组成，但32P比31P质量大。现将某哺乳动物的细胞放在含有 31P磷酸的培养基中，连续培养数代后得到G0代细胞。然后将G0代细胞移至含有32P磷酸的培养基中培养，经过第1、2次细胞分裂后，分别得到G1、G2代细胞。,1,2,3,4,再从G0、G1、G2代细胞中提取DNA，经密度梯度离心后得到结果(如图)。由于DNA分子质量不同，因此在离心管内的分布不同。若、分别表示轻、中、重3种DNA分子的位置，请据图回答下列问题。,1,2,3,4,(1)G0、G1、G23代DNA离心后的试管分别是图中的： G0 、G1 、G2 。 (2)G2代在、3条带中的DNA数的比例是 。 (3)图中、两条带中DNA分子所含的同位素磷分别是：条带 ，条带 。,1,2,3,4,(4)上述实验结果证明DNA的复制方式是 。DNA的自我复制能使生物的 保持相对稳定。 解析 首先应该看懂图解，知道轻、中、重3种DNA划分的标准：由两条含31P的脱氧核苷酸链组成的是轻DNA；由一条含31P的脱氧核苷酸链和另一条含32P的脱氧核苷酸组成的链形成的是中DNA；由含32P的脱氧核苷酸链形成,1,2,3,4,的是重DNA。DNA分子的复制是半保留复制，即复制后形成的子代DNA中，每个DNA分子都只含有一条子链，另一条则为母链。根据题意：G0代细胞中的DNA全部由含31P的脱氧核苷酸组成，是轻DNA；G1代是以G0代细胞中的DNA为模板，以含32P的脱氧核苷酸为原料形成的两个DNA分子，每一个DNA分子中，母链含31P，子链含32P，,1,2,3,4,是中DNA；G2代是以G1代为模板，以含32P的脱氧核苷酸为原料形成的4个DNA分子，有2个DNA分子母链含31P，子链含32P，是中DNA，另2个DNA分子母链、子链都含有32P，是重DNA。,1,2,3,4,答案 (1)A B D (2)011 (3)31P 31P、32P (4)半保留复制 遗传特性,
展开阅读全文